KR100596352B1 - Tires with body ply reinforcement with two strength levels - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카카스 보강재(1)를 갖는 타이어(P)에 관한 것이며, 상기 보강재(1)는 크라운 보강재(3)에 의해서 외부에 반경방향으로 커버되며, 상기 보강재(3)는 상호 교차된 보강 요소의 두 작용 크라운 플라이들(31, 32)로 구성되고 원주방향에 대하여 100과 450 범위의 각도를 형성하며, 크라운 보강재(3) 밑에 배열된 AB부위의 카카스 보강재(1)는 절단된 보강재 요소로 형성된다.The present invention relates to a tire (P) having a carcass reinforcement (1), the reinforcement (1) is radially covered to the outside by the crown reinforcement (3), the reinforcement (3) cross each other reinforcement The carcass reinforcement 1 at the AB part arranged below the crown reinforcement 3 consists of two acting crown plies 31, 32 of the element and forms an angle in the range of 10 0 and 45 0 with respect to the circumference. Formed of stiffener elements.
타이어, 보강재, 플라이, 절단부Tires, reinforcements, plies, cuts
Description
본 발명은 크라운 보강재로 반경방향으로 덮혀진 레디얼 카카스 보강재를 구비한 타이어에 관한 것이며, 상기 크라운 보강재는, 각 플라이 내에서 서로 평행하며 한 플라이에서 상호 교차되어서 원주 방향에 대해서 100 내지 450 범위의 작은 절대값의 각도를 형성하는 보강재 요소로 형성되는 둘 이상의 작용 플라이로 구성된다.The present invention relates to a tire having a radial carcass reinforcement covered radially with a crown reinforcement, wherein the crown reinforcement is parallel to each other in each ply and intersects in one ply so as to be 10 0 to 45 0 relative to the circumferential direction. It consists of two or more action plies formed of stiffener elements that form small absolute angles in the range.
현재의 기술 상태에 대응하는 타이어에서, 카카스 보강재는 레디얼 또는 한계성 레디얼인 하나 이상의 보강재 요소, 다시 말해서, 원주 방향에 대하여 900±100의 각도를 형성하는 보강재 요소로 형성된다. 상기 보강재 요소는 하나 이상의 카카스 플라이를 갖는 승용차, 항공기 또는 농업용 기계를 위한 범용 타이어에서는 직물성 케이블이 사용되고 또한 일반적으로 단지 하나의 카카스 플라이를 갖는 대형의 도로 차량 또는 토목 기계의 타이어에는 금속성 케이블이 사용된다. 상기 보강재 요소들은 한 비드 와이어로부터 다른 비드 와이어로 연속으로 연장되고 비드 와이어 주위로 회전됨으로써 각 타이어 비드에서 고정된다.In tires corresponding to the present state of the art, carcass stiffeners are formed of one or more stiffener elements which are radial or limiting radial, ie stiffener elements which form an angle of 90 0 ± 10 0 with respect to the circumferential direction. The reinforcement element is a textile cable used in general purpose tires for passenger cars, aircrafts or agricultural machinery with one or more carcass plies, and generally a metallic cable for tires of large road vehicles or civil machines with only one carcass ply. This is used. The stiffener elements extend in succession from one bead wire to another and are secured at each tire bead by rotating around the bead wire.
타이어를 제조하는 동안, 직물성 또는 강철과 같은 금속성인 카카스 보강재 의 플라이 또는 이 플라이들은 먼저 원통형 드럼에 배치되고 다음에 성형되어 크라운 보강재로 반경방향으로 덮혀지기 전에 토로이드형 타이어 블랭크(toroidal tyre blank)를 형성한다. 가황 프레스의 주형에서 몰딩되는 동안, 그에 따라 형성된 토로이드형 타이어 블랭크는 추가 성형 공정을 거친다.During the manufacture of a tire, a ply of carcass reinforcement, either metallic or metallic, such as steel or steel, is first placed on a cylindrical drum and then molded and toroidal tire blank before being radially covered with the crown reinforcement. blank). While molding in the mold of the vulcanization press, the toroidal tire blanks thus formed are subjected to further molding processes.
보강재 요소가 비연장되는, 즉 10%의 파괴력과 동일한 인장력에서 거의 연장되지 않는 금속성 카카스 보강재를 갖는 타이어의 경우에 있어서, 비가황된 카카스와 타이어 블랭크에 의한 여러 변형들로 특히 타이어의 숄더(shoulder) 영역에서 고무 혼합물로 된 중간층의 유동으로 알려진 현상이 발생한다. 이러한 유동 현상은 원주방향으로 그 크기가 변화되며 타이어의 카카스 보강재의 내구성을 감소시키는 중요한 요소일 수 있다. 열수축성 직물 또는 플라스틱 재료로 제조된 보강재 요소로 구성되는 레디얼 카카스 보강재를 갖는 타이어의 경우에 있어서, 타이어를 가황시키면 동일한 중간층의 유동 현상이 발생한다.In the case of tires in which the reinforcement element is unextended, i.e., with a metallic carcass reinforcement which hardly extends at a tensile force equal to 10% of the breakdown force, various deformations caused by unvulcanized carcass and tire blanks, in particular the shoulder of the tire ( A phenomenon known as the flow of the intermediate layer of rubber mixture occurs in the shoulder region. This flow phenomenon may change in the circumferential direction and may be an important factor in reducing the durability of the carcass reinforcement of the tire. In the case of a tire having a radial carcass reinforcement consisting of a reinforcement element made of a heat shrinkable fabric or plastic material, vulcanization of the tire results in the flow phenomenon of the same intermediate layer.
이러한 문제점을 해소하기 위한 중요한 해결 방안은 내부층의 두께를 크게 증가시키지만, 명백하게는 동일하게 증가시키고, 상기 해결 방안은 (초과 두께는 숄더에서 더욱 열을 발생시키고 롤링 저항 등을 증가시키기 때문에)타이어의 특성의 관점 또는 제조 비용의 관점에서 최적의 방안이 아닐 수 있다.An important solution to solve this problem is to significantly increase the thickness of the inner layer, but obviously the same, and the solution is to increase the tire (because the excess thickness generates more heat in the shoulder and increases rolling resistance, etc.) It may not be an optimal solution in terms of the properties or the cost of production.
본 출원인에게 허여된 특허 FR 제 1 111 805호에는 타이어의 적도면(equatorial plane)에서 겹쳐지는 두 부분으로 형성된 카카스 보강재가 기재되어 있다. 카카스 보강재의 플라이 또는 이 플라이들을 상기 방식으로 배열하면, 타이어의 유연성과 타이어의 제조 용이성 모두에서 장점을 가진다.
특허 FR 1 111 806호는 작용 크라운 플라이 위에 반경방향으로 위치한 삼각분할 방식의 플라이의 단점을 보완하기 위해, 레디얼 카카스 보강재의 두 부분의 동일한 구성을 공개한다.
연속이 아니지만 타이어의 적도 부분에서 중첩되는 카카스 플라이 층의 상기 구성은 타이어의 적도 영역의 중첩부로 인하여 가황전에 저항 요소가 어느 정도 상대이동할 수 있기 때문에, 트래드 아래에서 바람직한 보강재를 허용할 뿐만 아니라 비가황된 타이어 블랭크를 성형하는 동안, 힘의 균형을 개선한다는 사실이 특허 FR 1 425 801호에 기재되어 있다.This configuration of the carcass ply layer, which is not continuous but overlaps at the equator portion of the tire, allows the resistive element to move to some extent prior to vulcanization due to the overlapping portion of the equator region of the tire, which not only allows the desired reinforcement under the tread, It is described in
이러한 이동은 두 중첩부와 두 부분을 전단함으로써 고정을 보장할 필요가 있는 중첩부 사이의 접촉폭이 너무 크고 그 폭은 일반적으로 크라운 보강재의 폭과 거의 동일하기 때문에, 중간층이 카카스 보강재 케이블을 통해서 유동하는 현상을 피하기에 불충분하다. 또한, 크라운 보강재 밑에 있는 여러 카카스 층을 반경방향으로 중첩하면, 카카스 보강재의 자오선 유연성-크라운 보강재 조립체, 특히 중간 굽힘축의 위치에 영향을 미치며 이것은 항상 바람직한 것은 아니다.This movement is because the contact width between the two overlaps and the overlaps that need to be secured by shearing the two parts is so large that the width is usually about the same as the width of the crown stiffener, so that the intermediate layer is Insufficient to avoid flow through. In addition, the radial overlap of the various carcass layers underneath the crown reinforcement affects the position of the meridian flexibility-crown reinforcement assembly, in particular the intermediate bending axis, of the carcass reinforcement, which is not always desirable.
따라서, 본 발명은 다른 해결 방안을 제공하며, 이 해결 방안은 한 비드 와이어로부터 다른 비드 와이어로 연속된 카카스 보강재를 3 부분으로 소분할하는 단계와, 타이어의 측벽을 보강하는 부분의 탄성보다 큰 탄성을 갖는 카카스 보강재의 부분을 크라운 보강재 밑에 제공하는 단계로 구성되며, 상기 큰 탄성은 절단된 보강재 요소를 사용함으로써 얻어진다.Accordingly, the present invention provides another solution, which comprises subdividing the continuous carcass reinforcement from one bead wire to another bead wire into three parts, and the elasticity of the portion reinforcing the sidewall of the tire. Providing a portion of elastic carcass reinforcement under the crown reinforcement, wherein the large resilience is obtained by using a cut reinforcement element.
본 발명에 따라, 타이어는, 각 타이어 비드에서 적어도 하나의 비드 와이어에 고정된 보강재 요소의 적어도 하나의 플라이로 구성되며, 상기 카카스 보강재가 한 플라이로부터 다음 플라이로 상호 교차되어서 원주 방향에 대하여 100과 450 사이의 각도를 형성하는 보강재들로 형성된 둘 이상의 작용 플라이로 구성되는 크라운 강화부로 레디얼 방향으로 덮이게 되는 카카스 강화부를 포함하며, 이 타이어는 가장 넓은 작용 크라운 플라이의 폭의 0.4 내지 1배의 축방향 폭을 가지며 적도면에서 중심이 맞추어진 크라운 보강재 밑의 카카스 보강재의 부분은 절단된 보강재 요소로 형성되는 것을 특징으로 한다.According to the invention, the tire consists of at least one ply of stiffener elements secured to at least one bead wire in each tire bead, the carcass stiffeners intersecting with each other from one ply to the next ply so that 10 A crown reinforcement consisting of two or more acting plies formed of reinforcements forming an angle between 0 and 45 0 , comprising a carcass reinforcement which is radially covered, wherein the tire is between 0.4 and 0.4 of the width of the widest acting crown ply. The portion of the carcass reinforcement under the crown reinforcement centered at the equator plane with an axial width of 1 times is formed from the cut reinforcement element.
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양호한 해결 방안은 그 폭이 가장 넓은 작용 크라운 플라이의 축방향 폭의 0.4와 1배 사이가 되는 카카스 보강재의 부분의 각 보강재 요소가 적어도 한번 절단되도록 구성하는 것이다.A preferred solution is to configure each stiffener element of the portion of the carcass stiffener that is between 0.4 and 1 times the axial width of the widest working crown ply so that it is cut at least once.
양호하게는, 크라운 보강재 밑에 있는 상기 부위는 타이어의 측벽을 강화하는 동일한 카카스 보강재의 각 부분 선형 인장강도 보다 0.1 내지 0.7배의 단위 폭당 선형 인장 강도를 비가황 조건에서 가지므로, 상기 선형 강도 사이의 비율은 타이어가 가황될 때, 0.2와 1 사이가 된다.Preferably, the area under the crown reinforcement has a linear tensile strength per unit width of 0.1 to 0.7 times greater than each partial linear tensile strength of the same carcass reinforcement that reinforces the sidewalls of the tire, so that the linear strength between The ratio of is between 0.2 and 1 when the tire is vulcanized.
측벽 부분의 0.1배의 강도 보다 낮은 크라운 밑의 부분을 가황하기 전의 강도는 비경화 타이어 블랭크의 기하학적 안정성을 보장할 수 없으며, 가황 조건에서, 크라운 보강재의 만족스러운 삼각 분할작업(triangulation)에서 충분한 인장을 제공할 수 없다. 측벽 부분의 0.7배의 강도 보다 큰 선형 강도는 내부 고무층의 유동 현상을 피할 수 없다.The strength before vulcanization of the portion under the crown, which is less than 0.1 times the strength of the side wall portion, cannot guarantee the geometric stability of the uncured tire blank and, under vulcanization conditions, sufficient tension in satisfactory triangulation of the crown reinforcement Can not provide. Linear strength greater than 0.7 times the strength of the side wall portions is inevitable in the flow phenomenon of the inner rubber layer.
선형 인장 강도는 0.5%의 상대 신장율을 얻기 위해 필요한, 단위 폭의 카카 스 보강재의 스트립에서 작용하는 인장력으로부터 발생하며, 이것은 하기 수학식 1로 표현된다.The linear tensile strength arises from the tensile force acting on the strip of carcass reinforcement of unit width, which is necessary to obtain a relative elongation of 0.5%, which is represented by the following equation.
여기서, R은 선형 강도이고, dF/dε은 상대 신장율ε에 대해서 유닛 폭에 비례한 힘의 편차이다. 비가황 조건의 선형 강도의 경우에 있어서, 그것은 중간 생산품, 즉 비가황 카카스 보강재의 스트립에서 측정되고, 가황 조건의 선형 강도의 경우에서는 가황 타이어로부터 절단된 단위 폭을 갖는 스트립에서 측정된다.Where R is the linear strength and dF / dε is the deviation of the force proportional to the unit width with respect to the relative elongation ε. In the case of linear strength in unvulcanized conditions, it is measured in the intermediate product, ie strips of unvulcanized carcass reinforcement, and in the case of linear strength in vulcanized conditions in strips having unit widths cut from vulcanized tires.
이러한 선형 강도 비율을 얻기 위해 선택된 해결 방안이 무엇이든지, 타이어의 측벽에서 카카스 보강재의 보강 요소의 인장력은 타이어의 원주 방향 주변에서 모두 거의 동일하다. 이것은 본 발명이 기초하는 내부층의 유동 현상의 문제를 해결한다는 사실 이외에도, 절단된 요소가 압축력에 특정한 저항을 제공하기 때문에, 절단된 보강재 요소의 해결 방안은 부분 카카스 보강재가 삼각 분할 보강재로서 그 역할을 유지할 수 있게 한다. 이 해결 방안은 가장 신뢰성이 있으며 산업상에 있어서 비용이 가장 저렴하고, 균일성을 개선하며, 특히 조화성을 고려해야 하는 문제 없이 레디얼 변화를 크게 감소시키므로 안락함을 증가시키고 또는 눈으로 인식할 수 있을 만큼 타이어의 외관상 좋지 못한 인상을 주는 측벽 외면의 변형을 감소시킬 수 있는 여러 장점을 가진다.Whatever solution is chosen to obtain this linear strength ratio, the tensile forces of the reinforcing elements of the carcass reinforcement at the sidewalls of the tire are almost the same around the circumferential direction of the tire. In addition to the fact that the present invention solves the problem of the flow phenomenon of the inner layer on which the present invention is based, the solution of the cut reinforcement element is that the partial carcass reinforcement is a triangular split reinforcement because the cut element provides a specific resistance to the compressive force. Keep your role. This solution is the most reliable and the least expensive in the industry, improves uniformity, and greatly reduces radial variations without having to consider harmonization, thereby increasing comfort or visually perceptible tires. Has a number of advantages that can reduce the deformation of the outer surface of the side wall, which gives a bad appearance.
도 1은 본 발명에 따른 타이어의 제 1 양호한 변형체의 자오선 단면에서 투 시한 개략도.1 is a schematic view in meridian cross section of a first preferred variant of a tire according to the invention;
도 2는 도 1의 타이어의 카카스 보강재의 평면도.2 is a plan view of a carcass reinforcement of the tire of FIG.
도 3은 제 2 카카스 보강재 변형체를 개략적으로 도시한 평면도.3 is a plan view schematically showing a second carcass stiffener variant.
도 4는 본 발명에 따른 두 플라이로 형성된 카카스 보강재의 평면도.4 is a plan view of a carcass reinforcement formed of two plies according to the present invention.
도 1에 도시된 타이어(P)는 레디얼 폴리에스테르 케이블인 보강재 요소로 형성되는 단일 카카스 플라이(1)로 구성된 카카스 보강재를 포함한다. 상기 플라이(1)는 한 부분(10)이 자체로 뒤로 접혀진 상태에서 각 타이어 비드에서 비드 와이어(2)에 고정된다. 중심 부분과 적도면(XX') 중 어느 한 측부에서, 상기 카카스 플라이(1)는 기재된 경우에 있어서, 한편으로는 각 플라이 내에서 서로 평행한 비연장성 금속 강철로 형성된 두 작용 플라이(31, 32)로 구성되고 원주 방향에 대해서 220의 각도(α)를 형성하도록, 한 플라이(31)로부터 다음 플라이(32)로 상호 교차되며 다른 한편으로는 원주 방향에 대해서 +50 내지 -50 범위 내에서 각도(β)를 형성하는 지방족 폴리아미드 케이블로 형성된 소위 보호 플라이(33)로 구성된다. 타이어(P)는 두 측벽(5)에 의해서 비드에 고정된 트래드(4)와 내부층과 같이 통상적으로 사용된 여러 공지된 고무 혼합물과 고정 비드-와이어 위와 주위에 있는 여러 충전재, 및 층 보호 비드 등으로 완성된다.The tire P shown in FIG. 1 comprises a carcass reinforcement consisting of a
카카스 플라이(1)에 가장 인접한 작용 플라이(31)는 축방향으로 가장 넓으며, 그 축방향 폭(L31)은 140mm와 동일하다. 적도면(XX')의 한 측부 상의 크라운 보강재 아래에 배치된 카카스 플라이(1)의 AB부위는 130mm와 동일한 축방향 폭((L11) 또는 0.93배의 폭(L31)을 가진다. 비가황 상태(도 2)의 카카스 플라이의 AB부위의 케이블(11)은 기재된 경우에 있어서 0.4배의 폭(L31) 또는 56mm와 동일한 인접 케이블의 절단부(12) 사이에서 폭(l)을 제공하도록, 지그재그 형식의 원주방향의 인접 케이블(11)에서 절단부들을 갖는 케이블에 대하여 한 절단부(12)를 포함하며, 상기 절단부들은 케이블의 두 섹션(110) 사이의 공간(13)의 중심에 형성된 것으로 고려된다. 케이블 사이의 중첩부의 폭(l1)은 케이블(11)의 두 섹션(110)의 단부 사이에 있는 공간(13)의 폭(l2)의 함수이고, 기재된 경우에 있어서, 55mm와 동일하며 이것은 측벽을 보강하는 카카스 플라이에서 동일 길이의 스트립(AD)의 비가황 조건의 0.5배 선형 강도와 동일하지만, 비가황 조건에서 상기 스트립(AB)의 선형 강도가 동일 조건의 측벽 스트립(AD)의 0.6배 선형 강도와 동일하다면, 절단되지 않아도 되는, 유닛 폭의 스트립(AB)에 대해서의 비가황 조건의 선형 강도를 제공한다.The
비록, 도 2에 도시된 바와 같이, 절단부의 라인(CC)은 0.4배의 폭(L31)과 동일한 양만큼 축방향으로 분리되지만, 상기 라인(CC) 사이의 간격은 본 발명의 범주 내에서 0.28과 0.7배 사이의 폭(L31)일 수 있다는 것은 확실하다.Although the line CC of the cutout is axially separated by an amount equal to 0.4 times the width L 31 , as shown in FIG. 2, the spacing between the lines CC is within the scope of the present invention. It is certain that the width L 31 may be between 0.28 and 0.7 times.
도 3에 도시된 카카스 플라이(l)의 AB부위는 절단부(12)의 구성에서 도 2의 부분과 상이하다. 실시에 있어서, 각각의 두 케이블쌍 중에서 한 케이블(11)은 두 절단부(12)를 가지며 거리(l)는 0.4배의 폭(L31)과 동일하고, 절단부(12) 중에서 하나는 원주방향으로 인접한 두 케이블(11) 중에서 하나의 절단부(12)의 원주 방향의 연장부에 있지만, 다른 절단부(12)는 원주방향으로 인접한 다른 케이블(11)의 절단부(12)의 원주 방향의 연장부에 있다. 그렇게 형성된 절단부의 라인(CC)은 거리(ℓ) 만큼 분리되어 있다. 이러한 구성은 절단부의 수가 충분하다는 사실을 보장하면서, 보강 케이블의 절단 공정을 제어하는 것을 더욱 용이하게 한다.The AB portion of the
도 4는 레디얼 타이어에 대한 두 카카스 보강재 플라이(1)를 형성하는 케이블(11)에서 절단부(12)의 구성을 도시하며, 상기 절단부의 라인은 도 4에서 명확하게 도시된 바와 같이, 0.2배의 폭(L31)과 동일한 거리 만큼 분리된다. 도시된 바와 같이, 한 플라이의 케이블 사이의 중첩부 길이는 양호하게는 다른 플라이의 케이블 사이의 중첩부 길이와 동일하다.FIG. 4 shows the configuration of the
AB부위에서 절단된 케이블을 갖는 상기 카카스 보강재는 대체로 케이블을 조립하고 이것을 고무 혼합물로 코팅한 다음, 원하는 자오선 길이를 얻기 위해서 절단함으로써 준비된다. 준비된 플라이와 상기 방식의 절단부는 테이블 위에 놓여지며, 상기 테이블에서 여러 절단날을 구비한 장치가 수직으로 이동하고 아래로 이동하여 케이블을 절단하며, 상기 절단날은 절단부가 원하는 위치에서 만들어지도록, 종방향 및 횡방향 간격으로 미리 조절된다.The carcass reinforcement with the cable cut at the AB site is usually prepared by assembling the cable, coating it with a rubber mixture and then cutting to obtain the desired meridian length. The prepared ply and the cut in this manner are placed on a table, in which the device with several cutting blades moves vertically and moves downward to cut the cable, the cutting blade being cut so that the cut is made at the desired position. Pre-adjusted in lateral and transverse spacing.
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